浅海水声信道中重复累积码性能研究

针对浅海水声信道的强多途、长时延、严重衰落等特点,需采用性能好、能够实现线性编译码便于实时处理的信道纠错码技术以提高水声通信系统可靠性的问题,提出重复累积(Repeat-Accumulate针对浅海水声信道的强多途、长时延、严重衰落等特点,需采用性能好、能够实现线性编译码便于实时处理的信道纠错码技术以提高水声通信系统可靠性的问题,提出重复累积(Repeat-AccumulateRA)码作为浅海水声信道的纠错码方案。建立RA码在浅海水声信道中的仿真模型,比较其在不同浅海水声信道模型下的性能,通过水池数据传输实验研究编译码参数对RA码性能的影响,并以水下图像传输实验进一步验证该编码方案。仿真和实验结果表明：RA码在浅海水声通信系统中具有较强的纠错能力,选择合适的参数会进一步提高编码增益。与Turbo码和LDPC码的编译码复杂度对比,RA码能够实现线性时间编译码,算法复杂度低,硬件实现简单,在水声通信中具有非常好的应用前景。     

一种双参数可调的水声信道自适应均衡算法

针对浅海水声信道固有的随机时-空-频变、高噪、强多径等特性及变化的多径时延扩展,在变步长最小均方(LMS)平行滤波器组(PFB-LMS)算法的基础上提出了一种新的水声通信自适应均衡算法。该算法将变阶数和变步长的调整结合起来,降低了算法对迭代步长和均衡器阶数的敏感度。仿真结果表明,新算法在参数适应性方面优于传统LMS 及PFB-LMS 算法。     

水声混沌跳频通信的多普勒频移估计及补偿方法研究

分析了水声信道特性及混沌跳频通信抗干扰能力的特性,提出了跳频系统频隙划分的改进方法,并针对水声信道多普勒频移的特点,提出了基于导频的多普勒频移估计及补偿方法,并对该方法进行了仿真,仿真结果表明：基于导频的多普勒频移估计及补偿方法,与通常方法相比具有较强的抗窄带干扰的能力。     

水声信号盲分离算法性能评价准则

在水声信号盲分离技术仿真研究中，需要评价算法的收敛速度，稳态误差等，文中分析了水声基阵接收信号的实数延时模型和复数混合模型，提出了水声信号盲分离算法性能评价准则。该准则分为基于混合基阵和信号估计两种，在三／四元均匀线列阵上，盲分离实测非高斯舰船辐射噪声，分别用CRLS，CACY，EASI，CMA，MKMA算法通信班下了提出的算法评价准则，同时还给出了这些算法分离水声信号的性能曲线。     

浅海多途环境下的水声跳频通信方法

浅海海域强多途传输引起的码间串扰严重影响了水声通信的性能,本文采用跳频方法来抗多途和码间串扰。除了采用以往的单一滤波接收处理方法,本文还采用了一种新的接收处理方法,即前置跳频滤波接收处理方法,与其他方法不同的是在信号接收系统的混频之前增加了可控的前置跳频滤波器,可以增强抗多途和码间串扰能力,并对此方法分别采用PN码和递增序列2种跳频序列进行仿真研究。仿真结果表明,采用递增序列的前置跳频滤波接收方法使误码率大大降低。当信噪比大于10dB,串扰信号与直达信号能量比小于0．6时,误码率可达10^-4。     

多输入多输出正交频分复用浅海水声通信打孔判决反馈信道估计算法

主要研究多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)水声通信判决反馈信道估计技术。针对传统判决反馈信道估计算法在非高斯加性噪声环境下跟踪估计缓慢时变水声信道存在误码遗传的缺点,提出了水声通信打孔判决反馈信道估计算法。利用级联码解编码信息评价水声信道频域响应估计值的可靠性,删除偏差明显的频域子信道,结合插值等手段恢复完整的信道频域响应,作为信道反馈信息。仿真和水池实验结果表明,基于打孔技术的判决反馈信道估计算法相较传统算法能够更好地抑制误码遗传,对抗突发噪声,跟踪信道的缓慢时变,提高水声通信质量。     

水声定位基站分布及目标高度对精度的影响

为解决某些水声物体在运动中瞬时空间位置的测定问题,提出了利用靶船布阵并通过测定冲击波掠过各阵元的时差确定瞬时位置的方法。提出了一种利用时差进行水声目标定位的算法,对所提出的算法模型进行了计算机仿真,仿真结果证明了该算法的正确性及实用性。     

抗声信号起伏的有效方法

本文结合水声编码遥控通信系统的研制工作,分析了水声系统产生声起伏现象的机理及海面反射、散射的影响。在试验的基础上建立了系统的数学模型,并进行了计算机仿真。论述了采用多频制抑制声起伏的有效性,给出了频率值的选择方法。该方法适用于水声通信系统、声纳系统和鱼雷声制导系统。     

抗声信号起伏的有效方法

本文结合水声编码摇控通信系统的研制工作，分析了水声系统产生声起伏现象的机理及海面反射、散射的影响。在试验的基础上建立了系统的数学模型，并进行了计算机仿真。论述了采用多频制抑制声起伏的有效性，给出了频率值的选择方法。该方法适用于水声通信系统、声纳系统和鱼雷声制导系统。     

水声定位多阵元跳频编码的模拟退火算法优化

采用跳频编码对水声定位阵元进行编码,编码之间的互相关函数直接影响时延估计精度,提出以互相关峰最小作为编码优化目标.在上述分析的基础上,通过模拟退火算法优化对编码进行组合优化.试验结果表明,通过优化后的跳频编码对水声定位阵元进行编码,可以实现水声信号扩频,减小阵元信号间相互影响的作用.     

Pekeris波导中矢量水听器定向性能分析

推导并分析了Pekeris波导中单频点源在远场条件下的复声强。研究结果表明,在Pekeris波导中,每号筒正波模式对应的瞬时声强是2幅值相等、原点处相位差为兀的上下行平面波在介质空间中传播形成的瞬时能量分布;各号简正波的相互干涉作用使得水平方向上同时存在有功声强和无功声强;垂直方向上,各号筒正波自身存在声能流对消现象,但彼此的相互干涉作用导致有功声强不为零。单个三维矢量水听器在Pekeris波导中利用平均声强法无法确定辐射连续单频信号的点源俯仰角。最后通过声场计算程序进行仿真。     

液体声发射传感器波动特性理论研究

利用流体波动方程和声波导理论，对一种新型液体声发射传感器的声波传播规律进行了理论研究，给出了声发射波的波导特性理论方程，讨论了波动特性的影响因素，为进一步利用和研究此类传感器提供了理论依据。     

水下爆炸对被动声自导鱼雷的干扰机理及仿真

为了验证水声干扰子弹水下爆炸声信号对抗声自导鱼雷的效果,基于水下爆炸的声信号具有声源级高、覆盖频率宽的特点,建立了水声对抗数学模型,并应用数学优化方法,将对抗问题转化为非线性有约束的目标优化函数,得到了舰艇最佳规避角和干扰弹最佳落点位置,且发现最佳发射角度变化较小。仿真结果表明,水声干扰子弹在最佳发射条件下,能有效干扰声自导鱼雷。     

四元声阵列声速修正模型研究

提出了一种四元声阵列声速修正模型，通过计算声传播时延求出的风速在目标与探测系统连线方向上分解，获得有效风速，然后再与特定温度下的理想声速结合，最终获得修正声速，解决了声被动探测系统采用恒定不变的声信号速度所带来的定距精度下降的缺陷。对声速模型进行了相应的实验，试验结果表明：该模型简单实用，计算效率高，尤其对温度变化剧烈和风速很大的天气，其定距精度提高明显。     

护航编队使用火箭助飞声诱饵对抗声自导鱼雷仿真分析

以水面舰艇护航编队对抗声自导鱼雷为背景,分析了单舰艇使用火箭助飞声诱饵对抗来袭鱼雷,建立了声自导鱼雷攻击水面舰艇编队和火箭助飞声诱饵对鱼雷实施诱骗的数学模型,并对声自导鱼雷攻击水面舰艇编队的追踪弹道进行仿真,分析了不同护航舰艇使用火箭助飞声诱饵对抗声自导鱼雷的过程,得出了鱼雷能够成功命中编队舰艇的几种态势,并求取了一种典型态势下火箭助飞声诱饵能够有效保护编队舰艇的最佳投放位置,为编队合理使用火箭助飞声诱饵提供参考。     

虚拟迭代时间反转镜被动选择聚焦技术研究

克服水下多途干扰,在噪声背景中实现多目标被动定位是声纳信号处理的主要功能之一。本文提出了利用矢量阵的迭代时间反转镜被动选择聚焦方法。利用虚拟迭代时间反转镜(D ITRM)可综合多途信息,对信号进行时间、空间被动聚焦的同时,在信道输出总能量强的目标处实现选择性聚焦。声矢量水听器阵与D ITRM结合可提高算法的处理增益。对矢量阵D ITRM选择聚焦原理进行了理论分析,仿真结果表明了所提算法的正确性和工程适用性。     

地波探测炮弹落炸点坐标研究

根据目前炮兵声测系统存在定位精度低且比较笨重等突出问题,提出了一种利用声传感器阵测量时延定位的新系统,以适应作战需求。着重建立了测量时延的五元阵模型,并与传统的四元十字阵模型进行了比较,分析比较了两种模型的定位精度,及采用五元阵定位的精度优势,五元立体阵定向性能优于四元十字阵,克服了四元十字阵由方位角不确定度引起的系统误差。所设计的定位模型定位精度高,满足了定位精度的要求。     

弹载声阵列原理及定位算法

为研究声阵列有关理论,解决弹载声阵列定位问题,分析了声阵列定位的本质原理,研究了声阵列定向和定距原理,推导了定距和定向之间的关系,为弹载阵列阵型选择提供了理论依据.指出了声阵列不能精确定距的根本原因,给出了弹栽声阵列阵型设计理论,提出了运动声阵列三角定位法.得到了声阵列定距精度与定向精度之间的定性关系.结果表明,平面四方形阵列适合弹载,运动声阵列三角定位法是有效的.     

四元被动声敏感阵列定位模型分析和仿真

本文分析了基于四元被动声敏感方阵的定位模型,给出了四元方阵定位模型的一般公式,比较了平面方阵,对称立体方阵和非对称立体方阵等几种典型四元方阵的定位性能,并讨论了最优定位模型,最后给出了仿真结果。     

任意形状三阵元平面声被动目标定位分析

对任意形状三阵元平面声被动目标定位公式进行了推导，得到了精确的显式解，并对解的个数进行了分析；利用显式解对其定位误差进行了分析；指出了最佳平面三阵元声被动定位阵列的几何特征。为实际声目标被动定位提供理论指导。